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CQ9電子平臺網(wǎng)站新一代的機械手表游絲
2024-03-31 23:01:48
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CQ9電子平臺網(wǎng)站新一代的機械手表游絲機械手表走時(shí)準確、使用方便、工藝精細、外表美觀(guān)、經(jīng)久耐用，因此得到了許多朋友的鐘愛(ài)。然而，許多朋友或許并不了解機械手表的核心機械部件。到底是什么樣的關(guān)鍵部件在影響機械手表的走時(shí)？其實(shí)，擺輪、游絲等共同構成了機芯的調速器，對表的走時(shí)有決定性影響。
擺輪，號稱(chēng)是每個(gè)機械手表中那顆“跳動(dòng)的心臟”。它由會(huì )來(lái)回擺動(dòng)的有軸臂的輪組成，內有螺旋狀游絲。然而，擺輪可以左右擺動(dòng)，完全是因為游絲的存在。顧名思義，游絲，就是如同頭發(fā)一般細的彈簧，使擺輪左右規律性地搖擺。游絲帶動(dòng)擺輪往返運動(dòng)，將時(shí)間切割為完全相同的等分。每一回合往返運動(dòng) (所謂的滴-答) 稱(chēng)為擺頻，1次擺頻細分為2次振頻。
所以，在機械手表里，游絲是非常關(guān)鍵的角色，也是一臺機芯里所有部件最輕的部分。游絲形似一個(gè)微型的螺旋形平面彈簧。游絲決定了擺輪的頻率和規律性，進(jìn)而決定了整個(gè)機械手表的精準度。
近日，位于圖恩的瑞士聯(lián)邦材料測試與開(kāi)發(fā)研究所(Empa)的研究人員，在材料與納米結構力學(xué)實(shí)驗室展示出一種微型的手表游絲。不同于著(zhù)名的尼瓦洛克斯合金游絲，這種游絲是通過(guò)電氣或電化學(xué)方法從冷的鹽水溶液中沉積成期望的形式。
到目前為止，Empa 實(shí)驗室的產(chǎn)品已通過(guò)了首個(gè)先導測試。電鍍的游絲通常會(huì )被交付給瑞士主要鐘表制造商的研發(fā)部門(mén)，在那里它們被安裝在原型的手表機械裝置中。然后，這些手表會(huì )運行起來(lái)。然而，基于精度和長(cháng)期穩定性的考量，仍然會(huì )有許多工作要做。
就在幾年之前，Empa 還必須依靠合作伙伴來(lái)開(kāi)展特定的處理步驟。同時(shí)，整個(gè)生產(chǎn)工藝的訣竅都藏在 Michler 的實(shí)驗室里。負責監視游絲生產(chǎn)的 Laetitia Philippe 解釋了生產(chǎn)步驟?；撞牧鲜且粋€(gè)硅晶圓，這個(gè)硅晶圓類(lèi)似制造計算機芯片和太陽(yáng)能電池所使用的那些。一開(kāi)始，研究人員為晶圓涂上了一層導電的金，然后又涂上了一層感光涂料。然后，游絲的形狀被投射到涂料上面，涂料受到光照的部分會(huì )被蝕刻掉?，F在，合金可被電鍍到導電的金基底上。
Philippe 非常清楚地知道，工藝中的這個(gè)關(guān)鍵步驟是非常微妙的?！拔覀冃枰陔婂儾壑杏蟹浅：玫男D、正確的溫度、一些有機添加劑以及強度剛好的電流。如果它是交流電，需要有正確的形狀?！?/p>
最終，目標是從電鍍模具溶解出游絲。一開(kāi)始，研究人員采用了一個(gè)光學(xué)顯微鏡去檢查游絲摸具是否被金屬正確地填充。然后，模具的頂端被精拋光，來(lái)保證所有的游絲都是定義好的厚度；再通過(guò)X光熒光分析來(lái)驗證結果。最后，研究人員采用氧等離子體去除涂料，并采用強堿溶液蝕刻掉硅晶圓，并溶解掉金涂層。然后，剩下的游絲需要放入特殊的專(zhuān)用洗衣機洗滌幾小時(shí)，以去除任何皺摺以及凸出的金屬殘留物。然后，這些無(wú)瑕疵的游絲會(huì )被送進(jìn)手表實(shí)驗室進(jìn)行原型生產(chǎn)。
然而，對于 Empa 的研究人員來(lái)說(shuō)，這種原型生產(chǎn)只是他們科研工作的一個(gè)方面。Michler 表示：“我們的目標當然不是與手表產(chǎn)業(yè)的供應商進(jìn)行競爭。在Empa，我們主要感興趣的是小型化工藝的本身?！?Michler 的團隊主要感興趣的是來(lái)研究小型部件的機械特性。歸根到底，如果我們構造的是小型部件，材料的特性會(huì )發(fā)生改變：韌性金屬變得更硬；從另一方面說(shuō)，由于元件尺寸非常小，脆性金屬也會(huì )變得具有韌性。
Empa 研究人員解釋道：“然而，任何檢測的先決條件，就是我們能夠基于定義的標準生產(chǎn)我們感興趣的物體?！彼?，Michler 的團隊不僅想要掌握一項工藝步驟，也想緊緊抓住整個(gè)工藝鏈的品質(zhì)。Michler 表示：“一些工藝步驟緊密糾纏在一起。如果我們改變一個(gè)參數，例如電鍍模具的幾何形狀或者合金的成分，通常我們也必須調整前后步驟。我們想要從各個(gè)方面理解這些關(guān)聯(lián)以及小型化的效果?！?/p>
除了二維結構，圖恩的研究人員們已經(jīng)在三維結構制造方面取得了進(jìn)展，同樣也是通過(guò)電鍍術(shù)。所需的模具并不是通過(guò)在硅晶圓上涂上發(fā)光層來(lái)制造，而是通過(guò)所謂的“雙光子聚合”。這項工藝包括，在一個(gè)具有特殊液態(tài)塑料前驅體的容器中，發(fā)射一束激光。在光束的焦點(diǎn)上，液體聚合并且固化。Empa 團隊成功地制造出精巧的結構，并且通過(guò)鎳硼涂層電鍍它們CQ9電子。在強度測試中，這些金屬化的結構比未經(jīng)加工的高分子聚合物支架具有更好的穩定性。同時(shí)，研究人員也能夠制造出由固體鎳制造出的橋與柱，它們的尺寸只有幾微米。壓力測試展示了這些尺寸的鎳的表現如何。
Laetitia Philippe 表示：“我們已經(jīng)能夠通過(guò)具有良好規律性以及可復制的方式制造這樣的結構。我們已經(jīng)朝著(zhù)由電鍍元件制成的微型機械裝置的目標邁出了重要一步?！痹诓痪玫膶?lái)，這些元件可能為鐘表機械裝置帶來(lái)特別精細的機械復雜度。
